Van-e maximális sebessége a virtuális részecskéknek a kvantumtérelméletben?

@3: A kvantumtérelméletben megjelenő erőközvetítő virtuális részecskék nem hagyományos értelemben vett létező részecskék. Amikor a tachionok létéről elmélkedik valaki, akkor tipikusan nem ezekre gondol, így nem, nincs meg a válasz.

A kvantumtérelmélet használ egy raklapnyi olyan matematikai trükköt, ami végül helyes, azaz a megfigyelésekkel megegyező eredményre vezet, de csúcsra van járatva közben a

[link]

Igen, megyünk fénysebességnél gyorsabban, megyünk visszafelé az időben (ez válasz is a kérdésedre), lesz végtelen sok interakció, végtelen erősséggel stb stb... Ezeket mind kell kezelni matematikailag, aminek a vége az lesz, hogy semmilyen információátadás/hatás nem terjed fénysebességnél gyorsabban, nem megyünk vissza az időben sem, és nincsenek végtelen mennyiségeink sem stb stb.

Tömörebben:

"Akkor, ha jól értem, megvan a válasz arra a kérdésre is, hogy léteznek-e tachionok."

és

"A fénynél gyorsabban haladó virtuális részecskék (...) visszafelé haladnak az időben?"

[link]

Jobban preferálom úgy mondani, hogy kvantum-mező elmélet.

@Mojjo : Mint lejebb írok róla negatív tömegű virtuális részecskék szerepet játszanak a fekete lyukak párolgásában. Amit írsz mint képzetes tömegű virtuális részecskék azok nem materializálódnak valahogy a felete lyukak által? (Tudom szerint a kvantum-mező elméletben ez egy matematikai "fícsör", a téridőben folytonosnak feltételezett kvantummező végtelen mennyiségeket eredményeznek az elmélet kezeléséhez szükséges perturbációszámítási eljárások elvégzése közben. A renormálással visszakapjuk ezen végtelen mennyiségek helyett a nyugalmi tömeget. A kvantumrácselméletekben, ahol a kvantumos fizikai mennyiségek csak egy téridőrács pontjaiban vannak definiálva, a divergenciák nem lépnek fel a véges rácsméret miatt) Azért kérdem mert fénysebesség legyőzésével ki lehetne jutni a fekete lyukból. Tudtunk szerint pedig a téridő képes fénysebességnél gyorsabbnak lenni, így a forgú fekete lyuk esetében a téridő forog fénysebességnél gyorsabban, így magával ragadja a téridő bármilyen arra haladó elég közeli anyagot és nem tud kijutni csak befele tud haladni. Mint mondtad a virtuális részecskéknél nincs sebességhatár, ezt honnan tudjuk? A forgú fekete lyukak esetében tudom, hogy (úgy sejtjük) van egy felső határa aminél nem foroghat gyorsabban a téridő, bár ez nem következik a számításokból. Mindössze a csillagászati megfigyelésekre alapozzuk és azon feltevésre hogy az univerzum cenzúrázza az eseményhorizont belsejét, mivel ha egy kritikus értéket meghaladna ott a téridő forgása akkor az eseményhorizonton belül lenne egy stabil pálya melyből elhagyható lenne a fekete lyuk.

Még néhány érdekesség:

A kvantum-mező elméletben a vákuum (vákuumállapot) a lehető legalacsonyab energiájú kvantumállapot. A vákuumállapotot sokszor ugyan definiálhatjuk nulla energiájúnak, de a helyzet ennél sokkal komplikáltabb. Mivel a vákuumállapothoz zéróponti energia tartozik, melynek vannak mérhető effektusai. Kozmológiában a vákuumállapot energiája kozmológiai állandóként jelentkezik. Kisebb léptékben pedig Casimir-effektusként jelentkezik (laborban ki is mérhető, sőt autókban a légzsákok esetében ki is használják ezt).

A vákuum úgy is felfogható, mint potenciálisan létező virtuális elemi részecskék óceánja.

A fekete lyuk esetében, ha virtuális részecske pár egyik tagját elnyeli a másik kintmarad, akkor ezét "fizetnie" kell a fekete lyuknak. E=mc² nergiának megfelelő tömeget veszít a fekete lyuk, épp annyi tömeget mint ami a megmaradt a már nem virtuális hanem valódi részecske tömege ezt nevezik Penrose-folyamatnak.

Pontosabban mondva a forgó fekete lyukak eseményhorizontján kívül van még egy tartomány, amit ergoszférának hívnak. Itt keletkezhetnek olyan részecske-antirészecske párok, aminek az egyik tagjának negatív az energiája. Nem feltétlenül az antirészecske lesz negatív energiájú, és nem feltétlenül lesz köztük negatív energiájú, lehet, hogy mindkettő pozitív. Ha mindkettő pozitív, akkor egyforma valószínűséggel esnek át az eseményhorizonton, vagy jönnek ki az ergoszférából. Ha viszont az egyik negatív energiájú, akkor az csak befelé eshet, mert eleve csak az ergoszféra belsejében létezhet negatív energiájú részecske. Ez a negatív energiájú részecske csökkenti a fekete lyuk energiáját.

Máshogy is meg lehet közelíteni a dolgot. A kvamtum mező elméletben a mező olyan valami ami a téridőben elterülve létezik, akkor is létezik ha a mezőhöz tartozó részecske nem létezik. Például az elektromágneses mező részecskéje a foton. Az elektromágenes mezőnek a gerjeszése lesz maga a foton. Természetesen nem csak fotonra igaz. Ezen megközelítéssel a virtuális részecskék mezeje létezik, de maguk a virtuális részecskék kioltják egymást. A fekete lyuk közelében pedig a lyuk körül Hawking-sugárzás lép fel, melyet úgy lehet felfogni hogy ezen potenciálisan létező virtuális részecskék egy része valódi részecskékké válnak, az egymás kioltása nem történik meg, de a vakmerő űrhajós nem észelne Hawking-sugárzást. Aktív zajszűrőhöz tudnám szemléletesen hasonlítani, mely úgy működik hogy azonos amlitúdójú ellentétes fázisú hangot generál, így a hanghullámok kioltják egymást. Az esetben pedig a részecske - antirészecske párok oltják ki egymást, csak ezen kioltást mintha "lehalkította" volna a fekete lyuk innen nézve, amit Hawking-sugárzásként észlelünk. Egy Eiffel torony tömegű fekete lyuknak irgalmatlanul forró 10^16 kelvin fokos Hawking sugárzása lenne és gyorsan elpárologna ezen felete lyuk.

Nem összekeverendő, a Hawking sugárzás nem a lyukból, hanem annak környezetéből jön.